悬臂箱梁水平转体施工中称重配重实验方法的研究和对比

悬臂箱梁水平转体施工中称重配重实验方

法的研究和对比

摘要：在转体施工中，转体结构的自平衡或配重平衡对施工过程的安全性和转体顺利实施起着至关重要的作用，为确保转体的顺利实施，对其结构进行称重，测试转动体部分的不平衡力矩、偏心距、摩阻力矩及摩擦系数，完成配重显得尤为重要。本文综合介绍了两种具有实用代表性的测试方法，并结合施工实例给出这两种方法的对比，为以后工程施工提供了重要依据。

关键词：水平转体自平衡不平衡力矩称重配重 1工程概况

凌源至绥中高速公路建昌至兴城支线丁家沟公铁分离式立交桥2×80m预应力混凝土T型刚构桥采用平转法转体施工，转体段梁长138m；转体角度为69.4°；转体重量8729.6t （含防撞墙），其中球铰球径8m，球缺弧角28.2°，平面半径1.95m，下球铰凹面镶嵌四氟乙烯片，上下球铰间填充黄油四氟粉。

对于转体施工，转动体系需要易于转动和转动平稳两个基本条件。转体结构的整个重量是由转动球铰来支撑，因此球铰的转动面摩擦系数就直接影响转动牵引力；另外，球

铰转动面为上下球缺凸凹面对接形成，那么下球缺（凹面）对上球缺的支撑力所提供的自平衡对整个转体过程中的安全平稳起着至关重要作用。实际施工中，由于结构不对称、混凝土超方量、施工临时荷载、风荷载、环境温度的不确定性及安装误差等，转动时达不到理想状态，球铰受力会产生一定的偏心；转动面涂抹黄油四氟粉由于其蠕动性影响，摩擦系数在不同重量下不同。那么转体前，通过称重试验和理论计算，来量化该部分（摩擦系数与偏心等）参数，为转体过程中设备的选择、技术处理措施和安全性能评估提供依据就尤为重要。

2称重配重目的

对于转体施工，因在施工支架完全拆除后以及在转体过程中，转动体的自平衡或配重平衡对施工过程的安全性和转体顺利实施起着至关重要的作用，为确保转体的顺利实施，对其结构进行称重，测试转动体部分的不平衡力矩、偏心距、摩阻力矩及摩擦系数，并完成配重。

3 称重实验原理

3.1球铰转动法

采用球铰转动测试不平衡力矩，这种方法采用测试刚体位移突变的方法进行测试，受力明确，而且只考虑刚体作用，而不涉及挠度等影响因素较多的参数，结果比较准确。

当脱架完成后，整个梁体的平衡表现为两种形式之

一，（1）转动体球铰摩阻力矩（）小于转动体不平衡力矩（）。此时，梁体发生绕球铰的刚体转动，直到撑脚参与工作，体系的平衡由球铰摩阻力矩、转动体不平衡力矩和撑脚对球心的力矩所保持。（2）转动体球铰摩阻力矩（）大于转动体不平衡力矩（）。此时，梁体不发生绕球铰的刚体转动，体系的平衡由球铰摩阻力矩和转动体不平衡力矩所保持；

当转动体球铰摩阻力矩小于转动体不平衡力矩时，意味着支架拆除后，转动体部分在自身的不平衡力矩作用下即发生转动。此时进行不平衡称重试验，转动体东侧支点落顶，使转动体在沿梁轴线的竖平面内发生顺时针方向微小转动，同时西侧支反力为零。然后东侧支点升顶，发生逆时针方向微小转动，同时西侧支反力为零。记录转动过程中荷重传感器示值和百分表读数。

4两种方法的比较

球铰转动测试法基于测试刚体位移突变，受力明确，只考虑刚体作用，不涉及烧度，结果较为准确。在梁体拆除砂箱，卸除撑脚塾板后判断桥梁结构属于何种状态，根据相应状态的测试方法，在承台底面布置千斤顶和位移传感器。依据梁体不平衡测试得到的荷载一位移曲线推断出球铰克服静摩阻力的临界状态。通过方程计算出不平衡力矩、摩阻力矩等。对于平面转铰结构，由于转较竖向转动限制严格，

故此法亦不适用。

挠度法假设球铰处无转动余量，即梁体绕球铰仅发生弹性转动，且梁体的不对称烧度主要由梁体两侧自重的分布不均所产生。而实际上，烧度是一个综合指标，反映了重量分布、材料性质等，而不平衡力只是一个重量分布对球铰中心产生的力矩，所以挠度与不平衡力不存在必然关系，可能一侧的晓度比较大，而事实上不平衡力却是偏向另一侧的，也可能烧度与不平衡力一致。所以经过试验得到的数据结论可能不正确、不精确，甚至可能与实际情况相反，因此，此法只能作为辅助手段，在脱架过程中可以对不平衡力进行估算。

参考文献

[1]何俊.大跨度连续梁桥转体施工力学特性分析[D].兰州交通大学，2012.

[2]郝树林.跨铁路既有线转体桥施工技术研究[D].北京建筑工程学院，2012.

[3]彭洪顺.转体桥施工监控及大悬臂状态安全性研究[D].北京交通大学，2013.

[4]《公路桥涵施工技术规范》（J T J 041-2000）

[5]范立础.徐光辉.桥梁工程（上册）[M].北京：人民交通出版社，2001：325-325 }